高二物理《机械波》单元教学设计

《第十二章机械波》单元教学设计

教材分析

本章是第十一章“机械振动”教学内容的延伸和扩展。机械振动只讨论物体的运动状态随时间的变化，而波动讨论的是振动在空间介质中的传播。本章着重介绍有关波的共性的知识，如波的形成和传播、波长、频率、波速、波传播的规律、波的图像、波的反射和折射、波的干涉、衍射、多普勒效应等。本章的学习内容是以后学习光波和电磁波的重要基础。

机械波内容可分为2单元。第1单元包括第1节至第3节，讲述波的基本概念。首先分析说明弹性介质中某处发生振动时，由于介质相邻部分间存在弹性相互作用，振动部分介质要带动邻近部分介质振动，使振动沿介质传播出去。在深入细微地分析横波和纵波形成过程的基础上，明确指出介质传出的是振动，介质本身并不传播，并进一步指出波传递能量和信息。接着介绍横波的图象，说明横波波形图的意义，强调波形图象与振动图象的区别。根据对振动传播过程、横波波形图的空间周期性的分析，简单、准确地给出了波长λ的定义，说明介质质点的振动周期或频率也叫波的周期或频率，得出波的传播的重要公式v=fλ=λ/T，并举例说明其应用。

第2单元包括第4节至第6节，讲述波的传播特性。首先介绍了波的衍射与波的干涉现象，说明衍射和干涉是波动特有的现象。之后介绍多普勒效应，说明波源与观察者相对运动时观察者接收到的波的频率发生变化的现象，多普勒效应在现代科技中有重要的应用。最后介绍了波的空间传播规律——惠更斯原理，并用惠更斯原理解释了波的反射和折射现象。

学情分析

“机械波”是物理教学中的难点。以前学生学过之后，往往反映“机械波”枯燥乏味，抽象难懂。从机械振动（研究单一质点的振动）到机械波（研究多个质点同时又不同步的振动），对学生的理解力和空间想象力都有较高的要求。波的图象和振动的图象形式上差别不大，理解不深的同学极易混淆。波的干涉和衍射内容抽象、复杂，学生往往不易掌握。声波的多普勒效应在生活中比较常见，学生易于接受。

教学目标

●知道机械波的形成过程和产生条件。

●能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。

●知道什么是简谐波。

●理解波的图象的物理意义。

●知道什么是波长、频率和波速；理解它们之间的关系。

●知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。

●知道什么是波的干涉现象和发生明显干涉现象的必要条件。

●感受多普勒效应，初步定性解释多普勒效应产生的原因。

●了解惠更斯原理，能用它解释波的反射和折射现象。

教学策略

1、波的形成过程及传播过程是一个重点和难点内容，可以通过“人浪”表演使学生体验到“机械波”是由近向远的传播过程，再通过建模，让学生自我发现：①在介质中，前面质点振动，带动后面质点也跟着振动，但时间上有延迟，大量质点相互“配合”形成机械波；②质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会随波迁移；机械波传播的是“机械振动”这种运动形式；③机械波传递过程中携带能量和信息。并通过播放录像、模拟动画等方法加深理解，帮助学生逐步体会和理解本节知识。

2、波的图象也是本章的教学重点和难点，我们要采用多种教学手段，如通过波动箱或者利用多媒体动画课件模拟演示各个时刻的波形，帮助学生在头脑中形成正确的物理图景。

3、波长、频率和波速这一节可以通过自学、讨论探究、交流的方式进行。

4、波的衍射和干涉这一节，要突出实验中观察到的现象，帮助学生从中归纳出结论，不要在理论上进行讨论．因此，不要引导学生探究诸如“为什么会发生衍射？”，“为什么发生明显衍射的条件是障碍物尺寸比波长小？”等问题．所以，教学中要注意创造条件做好实验，并充分利用课本提供的图片进行讲解．

5、多普勒效应在生活中常见并有趣，通过生活实例引出多普勒效应容易引起学生兴趣，激发学生的主动探究欲。由于声波看不见摸不着可以有CAI课件来形象直观地解释多普勒效应形成的过程。

6、惠更斯原理这节，大纲中对它的教学要求属于A层次．讲解本节内容应注意配合相应的演示实验，让学生通过观察现象得出结论，还可以多举实例帮助学生认识．不要在理论上进行太多分析。

课时安排

第1节波的形成和传播 1课时

第2节波的图象 1课时

第3节波长、频率和波速 2课时

单元测试 1课时

第4节波的衍射和干涉 2课时

第5节多普勒效应 1课时

第6节惠更斯原理 1课时

单元测试 1课时

复习和反馈 1课时

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